Fig. 2 PL B1 (13) B1 G02B 23/02 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21) Numer zgłoszenia:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: Urząd Patentowy (22) Data zgłoszenia: Rzeczypospolitej Polskiej (51) IntCl6: G02B 23/12 G02B 23/02 (5 4 ) Dwuokularowa luneta noktowizyjna (73) Uprawniony z patentu: (43) Zgłoszenie ogłoszono: Przemysłowe Centrum Optyki, BUP 14/92 Warszawa, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 08/95 (72) Twórcy wynalazku: Andrzej Gulewicz, Warszawa, PL Krzysztof Pająk, Warszawa, PL Marek Mańkowski, Warszawa, PL Wiesław Bogacz, Warszawa, PL PL B1 (57) 1. Dwuokularowa luneta noktowizyjna zawierająca zespół obiektywu, zespół zasilania i przetwornika obrazu oraz zespół obserwacji płaszczyzny ekranu, znamienna tym, że zespół zasilania i przetwornika obrazu (II) posiada płaskie powierzchnie wejścia i wyjścia, a zespół obserwacji płaszczyzny ekranu (III) stanowi nasadka dwuoczna zawierająca szerokokątny obiektyw kolimujący (1) typu tryplet, lustrzany pryzmat rozdzielający (2) oraz dwie lunety Keplera (3) zbudowane ze sklejonych dwóch soczewek typu achromat, dwa lustra (4) z mechanizmami pochylenia (5) i dwa okulary Erfle a (6) z odrzuconą źrenicą, przy czym osie optyczne zespołu obiektywu (I), zespołu zasilania i przetwornika obrazu (II) oraz zespołu obserwacji płaszczyzny ekranu (III) leżą w jednej płaszczyźnie. Fig. 2

2 Dwuokularowa luneta noktowizyjna Zastrzeżenia patentowe 1. Dwuokularowa luneta noktowizyjna zawierająca zespół obiektywu, zespół zasilania i przetwornika obrazu oraz zespół obserwacji płaszczyzny ekranu, znamienna tym, że zespół zasilania i przetwornika obrazu (II) posiada płaskie powierzchnie wejścia i wyjścia, a zespół obserwacji płaszczyzny ekranu (III) stanowi nasadka dwuoczna zawierająca szerokokątny obiektyw kolimujący (1) typu tryplet, lustrzany pryzmat rozdzielający (2) oraz dwie lunety Keplera (3) zbudowane ze sklejonych dwóch soczewek typu achromat, dwa lustra (4) z mechanizmami pochylenia (5) i dwa okulary Erfle a (6) z odrzuconą źrenicą, przy czym osie optyczne zespołu obiektywu (I), zespołu zasilania i przetwornika obrazu (II) oraz zespołu obserwacji płaszczyzny ekranu (III) leżą w jednej płaszczyźnie. 2. Dwuokularowa luneta noktowizyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że mechanizm pochylenia (5) posiada kształtowe przecięcie (8) oraz prostopadle do kształtowego przecięcia (8) osadzoną w sprężystym materiale oprawy (7) śrubę (9). 3. Dwuokularowa luneta noktowizyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że posiada wymienny zespół obiektywu (I). 4. Dwuokularowa luneta noktowizyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że zespół obiektywu (I) posiada płytkę ogniskową (10) z podziałką kątową. 5. Dwuokularowa luneta noktowizyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że promienie krzywizn (r), grubości i odległości (d) powierzchni optycznych, współczynniki załamania szkła (n) i liczba Abbego (V) mają następujące wartości: Nr elem. Promień krzywizny Odległość Współczynnik załamania Liczba Abbego r d n V 1 r1= 17,34 d 1= 3,5 n1 = 1,62230 v 1= 5 3,1 r2 = -42,49 d2 = 4,0 n2 = 1,00000 r3 = - 11,60 d3 = 1,5 n3 = 1,61659 v3 = 36,6 r4 = 19,68 d4 = 3,0 n4 = 1,00000 r5 = 97,70 d5 = 2,5 n5 = 1,62230 v5 = 5 3,1 r6 = - 12,73 d6 = 16,8 n6 = 1, r7 = 31,11 d7 = 1,2 n7 = 1,61659 v7 = 36,6 r8 = 11,51 d8 = 4,0 n8 = 1,51680 v 8 = 64, 1 r9 = -100,19 d9 = 0,1 n9 = 1,00000 r10 = 16,50 d10 = 4,0 n10 = 1,51680 v 10 = 64,1 r11 = - 18,79 d 11 = 1,2 n 11 = 1,61659 v11 = 36,6 r12 = -60,67 d 12 = 16,0 n12 = 1, r13 = -27,23 d13 = 1,2 n 13 = 1,67274 v 13 = 32,3 r14 = 14,19 d14 = 5,0 n 14 = 1,51680 v 14 = 64,1 r15 = - 14,19 d 15 = 0,1 n 15 = 1,00000 r16 = 21,98 d 16 = 5,0 n 16 = 1, v 16 = 64,1 r17 = -14,19 d17 = 1,2 n 17 = 1,67274 v 17 = 32,3 r18 = -53,21 d 18 = 0,1 n18 = 1,00000 r19 = 18,79 d 19 = 4,0 n 19 = 1,51680 v19 = 64,1 r20 = -66,50 * * *

3 Przedmiotem wynalazku jest dwuokularowa luneta noktowizyjna przeznaczona do obserwacji celów w warunkach nocnych. Znane są okulary noktowizyjne oparte na aktywnych i pasywnych wzmacniaczach obrazu. Konstrukcje zbudowane są na bazie dwóch przetworników, w dwóch oddzielnych optycznie układach dla oka prawego i lewego. Wadą tego układu jest rozbudowana konstrukcja mechaniczna, zwłaszcza przy pożądanym sprzężeniu ruchu ogniskującego obiektywów przy zmianie rozstawu źrenic co w istotny sposób zwiększa gabaryty i masę urządzenia. Znane są z opisu patentowego USA nr dwuokularowe przyrządy obserwacyjne zawierające układ obiektywu, rozdzielacz wiązki, którym jest pryzmat światłodzielący umieszczony przed obrazem, obiektyw kolimatorowy i teleskopowy, pryzmat i dwa okulary. Pierwszy okular umieszczony jest przed rozdzielaczem wiązki i wyregulowany jest na obserwację obrazu bezpośrednią. Drugi okular umieszczony przed układem optycznym jest wyregulowany dla obserwacji obrazu w pośredniej płaszczyźnie obrazu. Znane są również z opisu patentowego USA nr konstrukcje lunety noktowizyjnej oparte na jednym obiektywie i przetworniku z nasadką okularową oraz z opisu patentowego USA nr konstrukcje o względnie krótkim obiektywie zwierciadlano-soczewkowym i przetworniku z obrazem prostym. Wadą znanych konstrukcji jest brak możliwości regulacji rozstawu źrenic powodujący konieczność stosowania układów optycznych o dużych aperturach, a więc i dużych gabarytach oraz występująca peryskopowość. Ponadto rozmieszczenie obok siebie obiektywów nasadek okularowych wiąże się z ograniczeniem obrazowego pola widzenia. Zastosowane w tych konstrukcjach okulary o małym polu widzenia ograniczają możliwości obserwacyjne lunety, także zastosowany obiektyw katadioptryjny z krótką odległością czołową przedmiotową uniemożliwia zastosowanie wzmacniaczy obrazu o krótkiej drodze optycznej z płaszczyzną ekranu schowaną w obudowie wzmacniacza. Istotą wynalazku jest dwuokularowa luneta noktowizyjna nie posiadająca wad znanych rozwiązań, w której zespół zasilania i przetwornika obrazu posiada płaskie powierzchnie wejścia i wyjścia. Zespół obserwacji płaszczyzny ekranu stanowi nasadka dwuoczna zawierająca szerokokątny obiektyw kolimujący typu tryplet, lustrzany pryzmat rozdzielający oraz dwie lunety Keplera zbudowane ze sklejonych dwóch soczewek typu achromat, dwa lustra z mechanizmami pochylenia i dwa okulary Erfle a z odrzuconą źrenicą. Osie optyczne zespołu obiektywu, zespołu zasilania i przetwornika obrazu oraz zespołu obserwacji płaszczyzny ekranu leżą w jednej płaszczyźnie. Mechanizm pochylenia posiada kształtowe przecięcie oraz prostopadle do tego przecięcia osadzoną w sprężystym materiale oprawy śrubę. Dwuokularowa luneta noktowizyjna, według wynalazku, posiada wymienny zespół obiektywu, który ma płytkę ogniskową z podziałką kątową. Promienie krzywizn, grubości i odległości powierzchni optycznych, współczynniki załamania szkła i liczba Abbego mają następujące wartości: Nr elem. Promień krzywizny Odległość Współczynnik załamania Liczba Abbego r d n V r1= 17,34 d 1 = 3,5 n1 = 1,62230 v1 = 53,1 1 r2 = -42,49 d2 = 4,0 n2 = 1,00000 r3=-11,60 d3 = 1,5 n3 = 1,61659 v3 = 36,6 r4 = 19,68 d4 = 3,0 n4 = 1,00000 r5 = 97,70 d5 = 2,5 n5 = 1,62230 v 5 = 53,1 r6 = - 12,73 d6 = 16,8 n6 = 1,00000

4 (ciąg dalszy) r7 = 3 1,11 d7= 1,2 n7 = 1,61659 v7 = 36,6 r8= 11,51 d8= 4,0 n8 = 1,51680 v 8 = 64, 1 3 r9 = -100,19 d9 = 0,1 n9 = 1,00000 r10= 16,50 d10 = 4,0 n 10= 1,51680 v 10= 64,1 r11= -18,79 d 11= 1,2 n 11 = 1,61659 v 11= 36,6 r12 = -60,67 d 12 = 16,0 n 12 = 1,00000 r13 = -27,23 d13 = 1,2 n13 = 1,67274 v 13 = 32,3 r14 = 14,19 d 14= 5,0 n14 = 1,51680 v 14 = 64,1 r15 = -14,19 d 15 = 0,1 n 15 = 1, r16= 21,98 d16 = 5,0 n16 = 1,51680 v 16 = 64,1 r17 = -14,19 d 17 = 1,2 n17 = 1,67274 v17 = 32,3 r18 = -53,21 d 18 = 0,1 n 18 = 1,00000 r19 = 18,79 d 19 = 4,0 n 19 = 1,51680 v 19 = 64,1 r20= -66,50 Zaletą rozwiązania według wynalazku jest wyeliminowanie wad znanych przyrządów do obserwacji. Dwuokularowa luneta noktowizyjna nie wymaga żadnego dodatkowego źródła światła co całkowicie eliminuje ryzyko wykrycia, umożliwia obserwację celu wielkości człowieka z odległości 300 m przy oświetleniu 3-5 mlx (ciemna, bezksiężycowa noc) a z odległości 600 m przy oświetleniu mlx (noc księżycowa). Rozwiązanie według wynalazku charakteryzuje się zerową peryskopowością, wzmacniaczem obrazu z obrazem prostym i płaską powierzchnią fotokatody, regulacją rozstawu źrenic bez zmiany peryskopowości, szerokoobrazowym polem widzenia, zwartą konstrukcją i małymi gabarytami. Zależnie od zastosowanego obiektywu może być montowana na głowie jako okulary noktowizyjne z powiększeniem 1x lub z większym powiększeniem jako lornetka noktowizyjna. Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania podanych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia dwuokularową lunetę noktowizyjną w przekroju poprzecznym w postaci okularów noktowizyjnych, fig. 2 - dwuokularową lunetę noktowizyjną z obiektywem długoogniskowym, fig. 3, 4- mechanizm pochylenia lustra. Dwuokularowa luneta noktowizyjna według wynalazku zbudowana jest z zespołu obiektywu I, zespołu zasilania i przetwornika obrazu II oraz zespołu obserwacji płaszczyzny ekranu III. Zespół obiektywu I ma możliwość przesuwu poosiowego umożliwiającego zogniskowanie na bliskie odległości. Zespół zasilania i przetwornika obrazu II posiada płaskie powierzchnie wejścia i wyjścia dające obraz prosty. Zespół obserwacji płaszczyzny ekranu III stanowi nasadka dwuoczna zawierająca szerokokątny obiektyw kolimujący 1 typu tryplet, lustrzany pryzmat rozdzielający 2 oraz dwie lunety Keplera 3 zbudowane ze sklejonych dwóch soczewek typu achromat, dwa lustra 4 z mechanizmami pochylenia 5 i dwa okulary Erifle a 6 z odrzuconą źrenicą. Osie optyczne zespołu obiektywu I, zespołu zasilania i przetwornika obrazu II oraz zespołu obserwacji płaszczyzny ekranu III leżą w jednej płaszczyźnie. Mechanizm pochylenia 5 posiada kształtowe przecięcie 8 oraz prostopadle do niego osadzoną w sprężystym materiale oprawy 7 śrubę 9. Pochylenie lustra 4 jest dokonywane przez wkręcanie śruby 9 z wykorzystaniem właściwości sprężystych materiału oprawy 7. W zależności od położenia kątowego kształtowego przecięcia 8 pochylenie lustra 4 jest dokonywane w różnych płaszczyznach. Dwuokularowa luneta noktowizyjna według wynalazku ma wymienny zespół obiektywu I i w zależności od zastosowanego zespołu stosuje się jako okulary noktowizyjne lub jako lunetę noktowizyjną z obiektywem długoogniskowym zawierającym płytkę ogniskową 10 z podziałką kątową służącą do pomiaru kątów. Wymiary promieni r krzywizn, grubości i odległości d powierzchni optycznych, współczynników załamania n i liczby Abbego v elementów są następujące:

5 Nr elem. Promień krzywizny Odległość Współczynnik załamania Liczba Abbego r d n V r1 = 17,34 d1= 3,5 n1 = 1,62230 v 1= 53,1 r2 = -42,49 d2 = 4,0 n2 = 1, r3 = - 11,60 d3 = 1,5 n3 = 1,61659 v 3 = 36,6 r4 = 19,68 d4 = 3,0 n4 = 1,00000 r5 = 97,70 d5=2,5 n5 = 1,62230 r6 = - 12,73 d6=16,8 n6 = 1,00000 v5 = 53,1 3 r7 = 31, 11 d7 =1,2 n7 = 1,61659 v7 = 36,6 r8 = 11,51 d8=4,0 n8 = 1,51680 v8 = 64,1 r9 = -100,19 d9=0,1 n9 = 1,00000 r10 = 16,50 d10 = 4,0 n10 = 1,51680 v 10 = 64,1 r11 = -18,79 d 11 = 1,2 n11 = 1,61659 v 11 = 36,6 r12 = -60,67 d12 = 16,0 n12 = 1, r13 = -27,23 d13 = 1,2 n13 = 1,67274 v13 = 32,3 r14 = 14,19 d14 = 5,0 n14 = 1,51680 v 14 = 64,1 r15 =-14,19 d15 = 0,1 n15 = 1,00000 r16 = 2 1,98 d16 = 5,0 n16 = 1,51680 v 16 = 64,1 r17 = - 14,19 d17 = 1,2 n17 = 1,67274 v17 = 32,3 r18 = -53,21 d18 = 0,1 n18 = 1,00000 r19 = 18,79 d19 = 4,0 n19 = 1,51680 v 19 = 64,1 r20 = -66,50

6 Fig

7 Fig. 3 Fig. 4

8 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł